感应器和增效器的实践——获得能量的有效传递

便携式电子产品如移动电话和媒体播放器的使用寿命依靠于能量怎样有效地从电池传递到负载,在这一点上没有其他电子部件能比得上功率感应器的性能。当线性电源和电荷泵最终显示传导开关电压非零时,基于感应器的布局只能在接近零电压运行,此时最小化传导功率损失,因此产生最有效的结果。然而,感应器占有芯片——如果是集成的,和印制板电路(PCB)上非常珍贵的面积,当可行的电感越低,产生的纹波电压供应越大是正常的也是不可接受的。因此,以减少它们尺寸需求的增效器电路技术很吸引人,但仅仅在功率传递保持相对高的前提下。

一、感应器增效器应用于开关DC-DC变换器

为理解感应器增效器的功率意义,在开关降压变换器中讨论是有用的。在这个电路中,如图1所示,两个异相开关交替地引导电流产生方波电压,在这个过程中对一个感应器充电并释放其能量给负载。感应器和电容滤波器将方波平均为模拟DC电压,当它的值与负反馈回路的参考电压相比时,控制和移动数字行列的任务处理周期来操纵开关。因此流过感应器的电流最终成三角形的,因为通过装置的电压是为最大部分数字的,脉冲宽调制的,在一个终端的信号VPWM,它等于零或者DC输入电压VIn,和在另一端的输出VOut,当与DC水平和VPWM's电压摆动相比时,VOut的纹波电压变化可以忽略。负载(IOut)最终沉没了感应器电流IL的平均(DC)部分,在这个过程中,强迫AC纹波电流进入输出电容器,这是VOut中存在小的AC纹波电压的原因。

感应器和增效器的实践——获得能量的有效传递 - 1

图1:开关降压buckDC-DC变换器

二、感应器增效器

运用感应器增效器于buck变换器的效果是更小的电容器AC纹波电流。这个通过沉没一部分感应器AC纹波电流来有效地实现,如图2所示,仅仅给电容产生小量的差别(感应器DC电流不变地流入负载)。增效回路LMultiplier感觉和/或预测AC纹波电流,且产生适当大小的异相信号,主要删除流经过小的片内或封装内感应器的纹波电流,允许仅仅小量AC纹波电压出现在变换器输出。与这种异相电流相关联的功率决定变换器上增效器的效率影响,这个最终决定耐久性。

感应器和增效器的实践——获得能量的有效传递 - 2

图2:运用感应器增效器于Buck变换器:LMultiplier有效地从小的感应器中除去AC纹波电流

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